对公路平整度检测方法的探究

杨园园+张斌+那金凤

摘要：近些年来，我国社会的各个方面都得到了很大的发展和进步，尤其是经济方面更有了极大的提升。经济的增长也在一定程度上带动了我国公路建设工程的发展。平整度作为衡量行车舒适的重要指标，更加受到公路建设和管理部门的重视。如何针对公路不同阶段合理选择测量方法，可在试验检测过程中根据不同的测试仪器性能确定。本文从平整度检测概况、断面类仪器及应用、响应类车载式颠簸累积仪法这几方面，为优化选择公路平整度的试验检测方法提供依据。

关键词：公路平整度；检测；仪器

前言

自改革开放以来，我国在不断发展经济的同时也开始加强对其他方面的重视，尤其是对公路建设工程的重视。修建公路是一项利国利民的工程，也是保障我国经济快速发展的重要条件。因此，一定要确保公路建设工程的质量，但现阶段我国在修建公路过程中依然存在着这样或那样的问题，导致公路整体质量水平的下降。现在私家车的数量逐渐增多，为提高乘坐的舒适度，对路面也提出了更高的要求。平整度差造成的行车费用增加和车辆颠簸问题，不仅降低了车辆的使用寿命，还对驾驶速度和行车安全造成影响，更不用说达到乘客乘坐舒适的要求了，同时，产生的振动使施加到路面的冲击力大大增加，也加剧了路面的损坏。另外，平整度差会导致排水不畅，混凝土受水浸泡时间延长会加速对路面的损坏。因此，检测与评定平整度指标是一个非常重要的工作。

1平整度检测概况

应用于平整度测试设备，根据检测原理分为两类：（1）断面类，工作原理是测定路面表面的凹凸情况，检测的方式有3m直尺、连续式平整度仪、手推式平整度检测仪和激光路面平整度测试仪；（2）响应类，工作原理是根据路面引起车辆振动的严重与否测定颠簸情况，用司机和乘客直接感受的舒适情况作为平整度指标，目前常用车载式颠簸累积仪、纵断面分析仪和路面平整度数据采集系统测定车等测量。

2断面类仪器及应用

2 .1 3m直尺測定法

本方法是设备晟简单、测试最容易的测试平整度方法，分等距离连续测量及单尺测量最大间隙两种。前者可用于工程施工质量检查验收，应用中需计算出标准差来表示平整程度；后者常用于工程施工质量控制和检查验收，测量时要同时计算出各测段的合格率。在我国曾普遍使用3m直尺测定法，缺点在于测试进度较慢、精度不高和测试技术人员工作量大，随着先进的测试设备出现，其应用量正在逐渐减少。现主要在路面的施工质量、简单评价使用质量和测定施工中压实成型的路基、路面各层表面的平整度中应用。

2.2连续式平整度仪法

在国内，由于连续式平整度仪具有优良的特性而得到了普遍应用。连续式平整度仪又称8轮仪，按照检测原理，属于机电型断面类检测仪器。由行走系统和测量系统组成。行走系统有8个轮，分前后轮，各4个，轮子连接结构呈M形，使得在行走较快时具有较好的车体平稳性。测量系统包括测轮系、位移传感器、距离传感器和数据处理系统。连续式平整度仪结构如图1所示。

规范规定连续式平整度仪测试范围不适用于已有较多坑槽和破损严重的路面上。连续式平整度仪在T0932-2008中规定，在检测时，可用人力或机动车牵引。在测试范围较小时使用人力牵引，测试过程要保持速度均匀；在测量范围较大时使用机动车牵引，测试速度宜适中（5km/h），最大值应小于12km/h，且应速度恒定。在测量过程中，有自动计算打印功能，并可以按固定间距采集的位移值来计算区间平整度标准差（mm）等。在应用时也存在一些缺陷，包括不同的厂家设备测试结果离散性大、应用测试路面限制、测试效率低、设备笨重不便和测定精度较低且再现性差等。

2.3手推式（步行式）平整度检测仪

目前在我国路面平整度检测仪的应用中，大多先进的技术主要应用于高等级的公路上，而城市中道路的平整度检测技术仍停留在3m直尺或8轮仪检测的技术上。事实上，自动化手推式（步行式）完全可应用于城市道路的路面平整度检测，主要原因是其体积小、自动化程度高、搬运方便、操作灵活、启动和停止方便，不受其他交通的影响，主要在竣工验收和采集平整度数据上应用。

具体检测方法如下：测量时仪器需由人或车拉动，使仪器平稳缓慢地在路面上前进。由于路面不平会引起测量轮上下摆动，并带动位移传感器上的测量杆上下滑动，此时根据传感器输出电位的正负和大小就可以确定路面平整度。该方法的优点是灵活性较大，缺点是测试的效率较低。

技术要点如下：仪器在每次使用前，应充满电（一般充10h左右为宜）平整度仪属于较为精密的电子仪器，其主要部件切勿淋雨、受潮，使用完毕后应妥善保管，以免受损，需定期通电；检测仪在测试过程中应尽量采用速度稳定、减震功能好的车辆，在运输、停放、转向以及非测量状态时应悬起测量轮，防止不必要的冲撞及磨损。

2.4激光路面平整度测试仪

激光平整度测试仪是当今国内使用的一种先进的平整度测试设备，也被称为激光路面断面测试仪。这种设备是将激光传感器、加速度计、陀螺仪和数据采集与处理系统安装在车辆上，在车辆行驶中直接获取路面信息，通过数据处理得出测试结果，又叫激光平整度测试车。激光平整度测试车是非接触式平整度测试设备，克服了一些缺点如3m直尺测试进度较慢、精度不高和测试技术人员工作量大；连续式平整度仪的测试效率低、设备笨重不便和测定精度较低且再现性差等。激光平整度测试车是利用发射装置发出激光到形状变化的路面所行走的光程不同来测定路面平整度。最初要进行仪器标定，过程可以通过配套软件来完成。经标定好的测试车，在启动系统处理器后，可以输入其他所需参数，然后进行测试。在测试车行驶过程中，间隔固定距离自动采集一次数据并传输到数据分析系统进行处理，结果可显示或打印成平整度指数IRI等。测试全过程均由程序自动控制，行车速度高，对高速公路大面积的快速质量检测评定具有实际意义。

3响应类一车载式颠簸累积仪法

载有车载式颠簸累积仪的车辆在路面上通行时，对仪器测量车的后轴与车厢之间的距离变化，测量单向位移累积值VBI作为平整度的表示方法，其组成包括传感器、安装底板、数据处理器和微型打印机。行车速度和机械系统的振动特性影响位移累积值，所以车载式颠簸累积仪的检测结果与两因素有关。日常必须对车辆做好保养，检测时要严格控制车速并按规定进行标定，以确保检测结果的稳定性。使用车载式颠簸累积仪获得的VBI和连续式平整仪的获得值是不同的。国际公认的是IRI，利用其他指数对路面平整度进行评定时，需要同IRI建立关系。如现在使用的VBI与IRI就可以通过标定建立关系后对平整度进行评价。本方法适用于测定路面的平整度、确定路面的施工质量和道路管理部门评价道路运行期的行车舒适性，但不适用于路面损毁严重的平整度测定。

工作原理如下：该方法是以测试车进行路面平整度的测定，让测试车在高速公路路面上以匀速向前行驶。当车辆遇到凹凸不平的位置时，车身会发生颠簸现象，此时利用车内的机械传感器可测量出后轴与车厢间的单向位移累计值。该数值越大，则证明路面的平整度越差；反之，数值越小，表示路面的平整度越好。该方法的主要优点是检测速度快、便于操作且仪器的价格较低，其检测结果可用于评定路面的施工质量及舒适性。

技术要点如下：（1）仪器在进行安装时需尽量牢固、准确，以便于操作；（2）由于颠簸累计值的大小主要受测试车的底盘悬挂性能影响，因此在仪器投入使用前应进行标定。此外，因为颠簸累积仪测出的累计值与连续式平整度检测仪测出的标准差在概念上有所不同，所以必须通过标定试验建立二者之间的相互关系，并将累计值换算成标准差；（3）由于实际检测结果主要与测试车的行驶速度以及其机械系統的振动特征有关，即车速越快，累计值越大，减振性能越好，累计值越小，因此应通过对测试车车速的控制以及对其机械系统的保养等方法来确保实测结果的稳定性。在进行具体检测时，测试车的速度应尽量控制在30～60km/h。

4结语

随着公路建设和后期养护项目的增多，对公路行车安全和服务质量的要求不断提高，沿用及新型的平整度测试方法能很好地满足不同阶段的需要。在使用时要结合实际情况合理选择，在达到测试要求的同时能够体现出省时和经济的效果。